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원전의 고에너지 밀도가 가장 큰 장점이다. 직경 0.8㎝, 높이 1㎝ 정도의 작은 핵연료 소자 하나에서도 약 1800kWh의 전력을 생산할 수 있다. 이는 일반 가정의 6개월 소비량에 해당한다. 이러한 효율적인 에너지 생산 능력으로 인해, 원전은 연간 25톤의 우라늄 연료만으로도 충분한 전력을 생산할 수 있다. 반면 같은 전력을 생산하기 위해서는 석탄이 약 290만톤이 필요하므로 원전의 에너지 밀도는 훨씬 높다.

하지만 원자력 발전소에서 발생하는 사용후핵연료는 고방사능을 가지고 있으며 일부 방사성 물질은 수천 년 동안 방사능을 유지한다는 단점이 있다. 이러한 장기간 지속되는 방사능 독성 때문에 사용후핵연료의 관리는 매우 어렵다는 인식이 있다. 그러나 현재의 기술로도 충분히 안전하게 사용후핵연료를 관리할 수 있다.

석탄이나 가스 화력발전소는 석탄이나 가스 형태의 오염물질을 바로 환경으로 방출하는 반면, 원전의 사용후핵연료는 원래 형상 그대로 배출된다. 핵연료봉은 방사성 물질을 잘 밀폐한 상태로 배출되기 때문에 즉각적인 환경 영향은 없다. 초기에는 사용후핵연료의 방사능 붕괴로 인해 열이 발생하므로 사용후핵연료는 저장조에 보관된다. 그러나 몇 년이 지나면 사용후핵연료 하나에서 발생하는 열은 다리미 정도로 낮아져 큰 문제가 되지 않는다.

최근에는 원전의 사용연한을 60년으로 설정하고 그동안 발생하는 모든 사용후핵연료를 저장할 수 있는 크기의 저장조를 건설하고 있다. 이 저장조의 면적은 25m 길이의 레인 8개가 있는 동네 수영장보다 작다. 그러나 과거에 지어진 원전의 사용후핵연료 저장조는 30년 정도의 발생량만을 수용할 수 있을 뿐이었다. 따라서 일정 기간 내에 사용후핵연료를 안전하게 관리하기 위해 보다 큰 저장조를 건설해야 할 필요가 있다.

원전의 고에너지 밀도와 현대 기술로 인해 사용후핵연료를 안전하게 관리할 수 있다는 점은 원전의 장점 중 하나이다. 향후 원전의 발전이 지속되면서 더욱 효율적이고 안전한 사용후핵연료 관리 방법이 개발될 것으로 기대된다.

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